(57)【要約】  Ｉｎ（インジウム元素）、Ｇａ（ガリウム元素）及びＺｎ（亜鉛元素）を含み、酸素元素を除く全元素に対する、Ｉｎ，Ｇａ及びＺｎの合計含有率が９５原子％以上であり、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物と、ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を示す化合物とを含む、酸化物焼結体。
2011040028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｉｎ（インジウム元素）、Ｇａ（ガリウム元素）及びＺｎ（亜鉛元素）を含み、
酸素元素を除く全元素に対する、Ｉｎ，Ｇａ及びＺｎの合計含有率が９５原子％以上であり、
Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物と、ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を示す化合物とを含む、酸化物焼結体。
【請求項２】
前記Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの合計に対するＧａの原子比が下記式（１）を満たし、
前記Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの合計に対するＺｎの原子比が下記式（２）を満たす、請求項１に記載の酸化物焼結体。
０．２０＜Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）＜０．４９（１）
０．１０＜Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）＜０．３０（２）
【請求項３】
前記Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物、及び前記ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を示す化合物のいずれか一方が第一成分（主成分）であり、他方が第二成分（副成分）である請求項１又は２に記載の酸化物焼結体。
【請求項４】
前記Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物の、Ｘ線回折（ＸＲＤ）における最大ピーク強度（Ｉ（Ｉｎ２Ｏ３））と、前記ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を示す化合物の最大ピーク強度（Ｉ（ＺｎＧａ２Ｏ４））の比（Ｉ（ＺｎＧａ２Ｏ４）／Ｉ（Ｉｎ２Ｏ３））が、０．８０以上１．２５以下である請求項１〜３のいずれかに記載の酸化物焼結体。
【請求項５】
相対密度が９０％以上、四探針法で測定した抵抗率が５０ｍΩｃｍ以下、及び表面の黒点の数が０．１個／ｃｍ２以下である請求項１〜４のいずれかに記載の酸化物焼結体。
【請求項６】
含有される金属元素が、実質的にＩｎ，Ｇａ及びＺｎである請求項１〜５のいずれかに記載の酸化物焼結体。
【請求項７】
さらに、正四価元素Ｘを含有し、
Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ及びＸの合計に対するＸの原子比が下記式（３）を満たす、請求項１〜５のいずれかに記載の酸化物焼結体。
０．０００１＜Ｘ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｘ）＜０．０５（３）
【請求項８】
前記Ｘが、Ｓｎ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｍｏ及びＷからなる群より選択される少なくとも１つである請求項７に記載の酸化物焼結体。
【請求項９】
含有される金属元素が、実質的にＩｎ，Ｇａ，Ｚｎ及び正四価元素Ｘである請求項７又は８に記載の酸化物焼結体。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲット。
【請求項１１】
酸化インジウム粉、酸化ガリウム粉及び酸化亜鉛粉を含む原料からなる成形体を、１１６０〜１３８０℃で１〜８０時間焼結する工程を含む、請求項１〜９のいずれかに記載の酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１２】
焼結工程の酸素加圧が１〜３気圧である請求項１１に記載の酸化物焼結体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載のスパッタリングターゲットを用いアモルファス酸化物膜を成膜する工程を含む、半導体素子の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化物焼結体に関する。特にスパッタリングによるアモルファス酸化物膜の形成に適した酸化物焼結体に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の電界効果型トランジスタは、半導体メモリ集積回路の単位電子素子、高周波信号増幅素子、液晶駆動用素子等として広く用いられており、現在、最も多く実用されている電子デバイスである。なかでも、近年における表示装置のめざましい発展に伴い、液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）等の各種の表示装置において、表示素子に駆動電圧を印加して表示装置を駆動させるスイッチング素子として、ＴＦＴが多用されている。【０００３】
電界効果型トランジスタの主要部材である半導体層（チャンネル層）の材料としては、シリコン半導体化合物が最も広く用いられている。一般に、高速動作が必要な高周波増幅素子や集積回路用素子等には、シリコン単結晶が用いられている。一方、液晶駆動用素子等には、大面積化の要求から非晶性シリコン半導体（アモルファスシリコン）が用いられている。
アモルファスシリコンの薄膜は、比較的低温で形成できるものの、結晶性のものに比べてスイッチング速度が遅いため、表示装置を駆動するスイッチング素子として使用したときに、高速な動画の表示に追従できない場合がある。具体的に、解像度がＶＧＡである液晶テレビでは、移動度が０．５〜１ｃｍ２／Ｖｓのアモルファスシリコンが使用可能であったが、解像度がＳＸＧＡ、ＵＸＧＡ、ＱＸＧＡあるいはそれ以上になると２ｃｍ２／Ｖｓ以上の移動度が要求される。また、画質を向上させるため駆動周波数を上げるとさらに高い移動度が必要となる。【０００４】
一方、結晶性のシリコン系薄膜は、移動度は高いものの、製造に際して多大なエネルギーと工程数を要する等の問題や、大面積化が困難という問題があった。例えば、シリコン系薄膜を結晶化する際に８００℃以上の高温や、高価な設備を使用するレーザーアニールが必要である。また、結晶性のシリコン系薄膜は、通常ＴＦＴの素子構成がトップゲート構成に限定されるためマスク枚数の削減等コストダウンが困難であった。【０００５】
このような問題を解決するために、酸化インジウム、酸化亜鉛及び酸化ガリウムからなる非晶質の酸化物半導体膜を使用した薄膜トランジスタが検討されている。一般に、非晶質の酸化物半導体薄膜の作製は酸化物焼結体からなるターゲット（スパッタリングターゲット）を用いたスパッタリングで行われる。
例えば、一般式Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７−ｄＩｎＧａＺｎＯ４で表されるホモロガス結晶構造を示す化合物からなるターゲットが公開されている（特許文献１、２、３）。しかしながら、このターゲットでは焼結密度（相対密度）を上げるために、酸化雰囲気で焼結する必要があるが、その場合、ターゲットの抵抗を下げるため、焼結後に高温での還元処理が必要となる問題があった。また、ターゲットを長期間使用していると得られた膜の特性や成膜速度が大きく変化する、ＩｎＧａＺｎＯ４やＩｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７の異常成長による異常放電が起きる、成膜時にパーティクルの発生が多い等の問題があった。
また、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの原子比がほぼ同量の場合の検討が中心であり、Ｚｎが少なくＧａが多い組成（例えば、原子比Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４０：４０：２０などＺｎ３０原子％未満、Ｇａ３５原子％以上の組成）での具体的な検討は十分ではなかった（特許文献２、３、４）。
このように、酸化物半導体膜をスパッタリングで作製する際に使用するターゲットについての検討は十分ではなかった。【０００６】
一方、非特許文献１には、白金チューブ中の反応により合成された酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウムを含む焼結体を用いた、Ｉｎ２Ｇａ２ＺｎＯ７、ＺｎＧａ２Ｏ４及びＺｎＯの各相の関係に関する研究が開示されている。しかし、酸化物焼結体としての作製方法や性状の検討や、酸化物半導体作製用のスパッタリングターゲットとして適した結晶型やターゲット性状の検討等はなされていなかった。【０００７】
一方、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物とＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を示す化合物からなる酸化物については、（ＩｎＧａＯ３）２ＺｎＯの粉末を長期間（１２日間）過熱した場合に分解し粉末として得られる場合（非特許文献１）や、ＩｎＧａＺｎＯ４が還元雰囲気での熱処理した場合に分解し粉末として得られる場合（非特許文献２）があることは知られていた。しかし、物性の検討や酸化物焼結体として作製する方法は検討されていなかった。
尚、ＺｎＧａ２Ｏ４にＩｎ２Ｏ３をドープした酸化物は蛍光体として検討されているが、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物の含有量が少なく、抵抗が高いものであった。従って、酸化物焼結体やスパッタリングターゲットとしては検討されていなかった（非特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２４５２２０号公報
【特許文献２】特開２００７−７３３１２号公報
【特許文献３】国際公開第２００９／０８４５３７号
【特許文献４】国際公開第２００８／０７２４８６号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】N.Kimizukaet al.,Journal of Solid State Chemistry, Volume 116, Issue 1, 1995, Pages170-178
【非特許文献２】In-KeunJeong et al.,Solid State Communications, Volume 108, 11,（1998) 823
【非特許文献３】Su-Hua Yanget al.,J.Vac.Sci.Technol., A19(5)2463(2001)
【発明の概要】
【００１０】
本発明の目的は、抵抗率が低く、相対密度が高く、抗折強度が高く、成膜の再現性のよい酸化物半導体膜形成用の酸化物焼結体を得ることである。
【００１１】
上述したように、一般式がＩｎ2Ｇａ2ＺｎＯ７−ｄ又はＩｎＧａＺｎＯ４で表されるホモロガス結晶構造を示す化合物からなるスパッタリングターゲットは、製造工程や成膜性に問題を有していた。この問題に対し、本発明者らが鋭意研究した結果、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造とＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を、ともに含む酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲットは、抵抗を下げるための高温での還元処理が不要であり、かつ、成膜の安定性や再現性に優れていることを見出し、本発明を完成させた。
本発明によれば、以下の酸化物焼結体等が提供される。
１．Ｉｎ（インジウム元素）、Ｇａ（ガリウム元素）及びＺｎ（亜鉛元素）を含み、
酸素元素を除く全元素に対する、Ｉｎ，Ｇａ及びＺｎの合計含有率が９５原子％以上であり、
Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物と、ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を示す化合物とを含む、酸化物焼結体。
２．前記Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの合計に対するＧａの原子比が下記式（１）を満たし、
前記Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの合計に対するＺｎの原子比が下記式（２）を満たす、１に記載の酸化物焼結体。
０．２０＜Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）＜０．４９      （１）
０．１０＜Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）＜０．３０      （２）
３．前記Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物、及び前記ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を示す化合物のいずれか一方が第一成分（主成分）であり、他方が第二成分（副成分）である１又は２に記載の酸化物焼結体。
４．前記Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物の、Ｘ線回折（ＸＲＤ）における最大ピーク強度（Ｉ（Ｉｎ２Ｏ３））と、前記ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を示す化合物の最大ピーク強度（Ｉ（ＺｎＧａ２Ｏ４））の比（Ｉ（ＺｎＧａ２Ｏ４）／Ｉ（Ｉｎ２Ｏ３））が、０．８０以上１．２５以下である１〜３のいずれかに記載の酸化物焼結体。
５．相対密度が９０％以上、四探針法で測定した抵抗率が５０ｍΩｃｍ以下、及び表面の黒点の数が０．１個／ｃｍ２以下である１〜４のいずれかに記載の酸化物焼結体。
６．含有される金属元素が、実質的にＩｎ，Ｇａ及びＺｎである１〜５のいずれかに記載の酸化物焼結体。
７．
さらに、正四価元素Ｘを含有し、
Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ及びＸの合計に対するＸの原子比が下記式（３）を満たす、１〜５のいずれかに記載の酸化物焼結体。
０．０００１＜Ｘ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｘ）＜０．０５    （３）
８．前記Ｘが、Ｓｎ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｍｏ及びＷからなる群より選択される少なくとも１つである７に記載の酸化物焼結体。
９．含有される金属元素が、実質的にＩｎ，Ｇａ，Ｚｎ及び正四価元素Ｘである７又は８に記載の酸化物焼結体。
１０．１〜９のいずれかに記載の酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲット。
１１．酸化インジウム粉、酸化ガリウム粉及び酸化亜鉛粉を含む原料からなる成形体を、１１６０〜１３８０℃で１〜８０時間焼結する工程を含む、１〜９のいずれかに記載の酸化物焼結体の製造方法。
１２．焼結工程の酸素加圧が１〜３気圧である１１に記載の酸化物焼結体の製造方法。
１３．１０に記載のスパッタリングターゲットを用いアモルファス酸化物膜を成膜する工程を含む、半導体素子の作製方法。
【００１２】
本発明によれば、抵抗率が低く、相対密度が高く、抗折強度が高い酸化物焼結体が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】薄膜トランジスタの一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】実施例１で作製した焼結体のＸ線回折チャートである。
【図３】実施例２で作製した焼結体のＸ線回折チャートである。
【図４】比較例１で作製した焼結体のＸ線回折チャートである。
【図５】比較例２で作製した焼結体のＸ線回折チャートである。
【図６】比較例３で作製したターゲット表面の黒点を観察した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の酸化物焼結体は、Ｉｎ（インジウム元素）、Ｇａ（ガリウム元素）及びＺｎ（亜鉛元素）を含む酸化物焼結体からなることを特徴とする。そして、酸素元素を除く酸化物焼結体の全元素に対する、Ｉｎ，Ｇａ及びＺｎの合計含有率が９５原子％以上である。含有率が９５原子％未満では、酸化物焼結体の相対密度が低下したり、薄膜トランジスタを作製した際に移動度が低下する原因となるおそれがある。合計含有率が９９原子％以上であることが好ましい。
【００１５】
酸化物焼結体に含まれる各元素の原子比は、誘導結合プラズマ発光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）により含有元素を定量分析して求めることができる。
具体的には、ＩＣＰ−ＡＥＳを用いた分析では、溶液試料をネブライザーで霧状にして、アルゴンプラズマ（約６０００〜８０００℃）に導入すると、試料中の元素は熱エネルギーを吸収して励起され、軌道電子が基底状態から高いエネルギー準位の軌道に移る。この軌道電子は１０-7〜１０-8秒程度で、より低いエネルギー準位の軌道に移る。この際にエネルギーの差を光として放射し発光する。この光は元素固有の波長（スペクトル線）を示すため、スペクトル線の有無により元素の存在を確認できる（定性分析）。
また、それぞれのスペクトル線の大きさ（発光強度）は試料中の元素数に比例するため、既知濃度の標準液と比較することで試料濃度を求めることができる（定量分析）。
定性分析で含有されている元素を特定後、定性分析で含有量を求め、その結果から各元素の原子比を求める。
【００１６】
また、本発明の酸化物焼結体は、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物と、ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を示す化合物とを含む酸化物焼結体からなることを特徴とする。これにより、抵抗率が低く、相対密度が高く、抗折強度が高い酸化物焼結体が得られる。
ここで、「Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造」（希土類酸化物Ｃ型の結晶構造）とは、（Ｔｈ７，Ｉａ３）の空間群を持つ立方晶系のことであり、Ｍｎ２Ｏ３（Ｉ）型酸化物結晶構造とも言う。例えば、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｔｌ２Ｏ３、Ｐｕ２Ｏ３、Ａｍ２Ｏ３、Ｃｍ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３に１０ｗｔ％程度以下のＳｎをドープしたもの）がこの結晶構造を示す（「透明導電膜の技術」参照）。酸化物焼結体が、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物を含むことは、Ｘ線回折（ＸＲＤ）でＪＣＰＤＳカードＮｏ．６−０４１６のパターンを示すことから確認できる。
【００１７】
Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造の結晶構造（化学量論比：Ｍ２Ｘ３）は、ＭＸ２（Ｍ：陽イオン、Ｘ：陰イオン）で示される化合物の結晶構造の一つである蛍石型結晶構造から、陰イオンの四つにつき一つが抜けている構造である。陽イオンに対して陰イオン（通常酸化物の場合は、酸素）が６配位し、残りの二つの陰イオンサイトは空となっている（空となっている陰イオンサイトは準イオンサイトとも呼ばれる）（「透明導電膜の技術」参照）。陽イオンに酸素（陰イオン）が６配位したＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造の結晶構造は、酸素八面体稜共有構造を有している。酸素八面体稜共有構造を有していると、陽イオンであるｐ金属のｎｓ軌道が互いに重なり合って電子の伝導路を形成し、有効質量が小さくなるので、高い電子移動度を示す。
さらに、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造の結晶構造は酸素欠損を作りやすい。従って、還元処理を行わなくともＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造の結晶構造に酸素欠損が生成させ低抵抗化することが可能である。
【００１８】
尚、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造の結晶構造は、Ｘ線回折でＪＣＰＤＳカードＮｏ．６−０４１６のパターンを示していれば、化学量論比がＭ２Ｘ３からずれていてもよい。即ち、Ｍ２Ｏ３−ｄとなっていてもよい。酸素欠損量ｄは３×１０-5〜３×１０-1の範囲であることが好ましい。ｄは焼結条件や、焼結時、昇温時、降温時の雰囲気等で調整することができる。また、焼結後に還元処理や酸化処理をすること等によって調整することもできる。酸素欠損量とは、１モルの酸化物結晶中に含まれる酸素イオンの数を、化学量論量の酸素イオンの数から差し引いた値をモル単位で示した値である。
酸化物結晶中に含まれる酸素イオンの数は、例えば、酸化物結晶を炭素粉末中で加熱させて生成する二酸化炭素の量を赤外吸収スペクトルで測定することで算出することができる。また、化学量論量の酸素イオンの数は酸化物結晶の質量から算出することができる。
【００１９】
また、「ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を示す化合物」とは、Ｘ線回折でＪＣＰＤＳカードＮｏ．３８−１２４０のパターンを示す化合物を意味する。ＺｎＧａ２Ｏ４で表される結晶構造は、Ｘ線回折でＪＣＰＤＳカードＮｏ．３８−１２４０のパターンを示していれば、化学量論比がずれていてもよい。即ち、ＺｎＧａ２Ｏ４−ｄとなっていてもよい。酸素欠損量ｄは３×１０-5〜３×１０-1の範囲であることが好ましい。ｄは焼結条件や、焼結時、昇温時、降温時の雰囲気等で調整することができる。また、焼結後に還元処理や酸化処理をすること等によって調整することもできる。
【００２０】
本発明の酸化物焼結体では、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎの合計に対するＧａの原子比が下記式（１）を満たし、かつ、同合計に対するＺｎの原子比が下記式（２）を満たすことが好ましい。
０．２０＜Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）＜０．４９      （１）
０．１０＜Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）＜０．３０      （２）
【００２１】
上記式（１）について、Ｇａの原子比が０．２０超であれば、上述したＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を有する化合物を含んだ焼結体が得やすい。また、得られる薄膜を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に使用した際に、ＴＦＴ特性の均一性や再現性を向上させることができる。
一方、Ｇａの原子比が０．４９未満であれば、酸化物焼結体の密度を高めやすく、また、抵抗を下げやすい。
Ｇａの原子比［Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）］は、０．２５以上０．４８以下であることが好ましく、さらに、０．３５以上０．４５以下であることが好ましく、特に、０．３７以上０．４３以下であることが好ましい。
【００２２】
上記式（２）について、Ｚｎの原子比が０．１０超であれば、酸化物焼結体の密度を高めやすく、また、抵抗を下げやすい。また、結晶化温度が高くなるので、アモルファス酸化物半導体膜を作製した時、膜のアモルファス状態が安定する。Ｚｎの原子比が０．１０超の場合、アモルファス酸化物半導体膜に微結晶が発生しにくい。また、ウェットエッチングを行った際に残渣が残りにくい。
一方、Ｚｎの原子比が０．３０未満であれば、上述した結晶型を含む焼結体が得やすくなる。また、得られる薄膜を使用することで、ＴＦＴ特性の均一性や再現性を向上させることができる。
Ｚｎの原子比［Ｚｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）］は、０．１５以上０．２５以下であることが好ましく、さらに、０．１７以上０．２３以下であることが好ましい。
【００２３】
Ｉｎの原子比［Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）］は、０．２０より大きく、０．５５未満であることが好ましい。Ｉｎの原子比が０．２０超であると、上述した結晶型を含む焼結体が得やすくなる。また、得られる薄膜を使用することで、ＴＦＴ特性の均一性や再現性を向上させることができる。
一方、Ｉｎの原子比が０．５５未満であると、酸化物焼結体の密度を高めやすく、また、抵抗を下げやすい。
Ｉｎの原子比［Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ）］は、０．２５以上０．５０以下であることが好ましく、さらに、０．３５以上０．４５以下であることが好ましく、特に、０．３７以上０．４３以下であることが好ましい。
【００２４】
上記の範囲を満たす酸化物焼結体は、ＩＴＯ等と比較するとＩｎの含有量が少ない。そのため、ＩＴＯ等のＩｎを多量に含むターゲットと比べ、スパッタ時のノジュール発生が極めて少なくなる。また、薄膜トランジスタを作製した際にノジュールによる異常放電から発生するパーティクルによる歩留り低下等も小さい。
【００２５】
尚、成膜時の酸素加圧を下げたい場合等は、Ｉｎ及びＧａの合計に対するＩｎの原子比［Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ）］は０．５９以下であることが好ましい。
【００２６】
本発明の酸化物焼結体では、上述したＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物、及びＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を示す化合物の、いずれか一方が、第一成分（主成分）であり、他方が第二成分（副成分）であることが好ましい。これらの化合物を第一成分、あるいは第二成分として含むことで、本発明の効果（焼結体の抵抗率の低下、ＴＦＴの移動度の向上、ＴＦＴ特性の均一性、再現性等）をより発現しやすくできる。
【００２７】
尚、主成分又は副成分であるかは、各成分のＸ線回折の最大ピークを比較することにより判断する。具体的に、各成分のＸ線回折の最大ピークの高さを比較して、一番高い成分を第一成分とし、二番目に高い成分を第二成分とする。第三成分以降についても同様である。
【００２８】
本発明のスパッタリングターゲットにおいては、β−Ｇａ２Ｏ３で表される結晶構造を示す化合物のＸ線回折の最大ピークの高さが、上述したＩｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物の最大ピークの高さの２分の１以下であることが好ましく、１０分の１以下がさらに好ましく、Ｘ線回折で確認できないことが特に好ましい（１００分の１以下の場合をＸ線回折で確認できないとする）。β−Ｇａ２Ｏ３で表される結晶構造を示す化合物が少ない方が、ターゲット抵抗の増加や異常放電の発生を抑制することができる。
【００２９】
同様に、Ｉｎ2Ｇａ2ＺｎＯ7やＩｎＧａＺｎＯ４で表されるホモロガス結晶構造を示す化合物のＸ線回折の最大ピークの高さが、上述したＩｎ２Ｏ３で表される結晶構造を示す化合物の最大ピークの高さの２分の１以下であることが好ましく、１０分の１以下であることがさらに好ましく、Ｘ線回折で確認できないことが特に好ましい。例えば、Ｉｎ２Ｏ３で表される結晶構造を示す化合物のＸ線回折の最大ピークの１００分の１以下である場合、Ｘ線回折で確認することができない。ホモロガス結晶構造を示す化合物が多いと、酸化雰囲気で焼結した場合に、還元処理が必要となる等の問題が現れる場合がある。
【００３０】
また、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物の、Ｘ線回折（ＸＲＤ）における最大ピーク強度（Ｉ（Ｉｎ２Ｏ３））と、ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を示す化合物の最大ピーク強度（Ｉ（ＺｎＧａ２Ｏ４））の比（Ｉ（ＺｎＧａ２Ｏ４）／Ｉ（Ｉｎ２Ｏ３））は、０．８０以上１．２５以下であることが好ましい。最大ピーク強度比が上記範囲であることは、スパッタリングターゲットが、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物とＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造をほぼ同量含むことを意味する。本条件を満たすことにより、本発明の特徴がより発揮されやすくなる。
上記最大ピーク強度比は、０．９０以上１．１０以下であることがより好ましく、特に０．９５以上１．０５以下であることが好ましい。０．９９以上１．０５以下であるとさらに好ましい。
尚、Ｘ線回析における最大ピーク強度とは、最も高いピークのピーク高さを意味する（メインピークと呼ぶ場合もある）。ピークの帰属はＪＣＰＤＳカードのパターンと比較して判断する。パターンが一致していればピークシフトしていてもよい。Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物の最大ピーク強度（Ｉ（Ｉｎ２Ｏ３））は通常３０〜３１°付近に、ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を示す化合物の最大ピーク強度は通常３５〜３６°付近に確認される。
尚、ピーク位置のずれは、格子定数（ａ）の変化を示し、ａは１０．０５以上１０．１０未満であることが好ましい。ａが１０．１０未満だと原子間の距離が短くなり移動度が向上することが期待できる。ただし、ａが１０．０５未満だと、構造のゆがみが大きくなり対象性が崩れ、散乱により移動度が低下するおそれがある。
最大ピークが重なる場合は、他のピークから最大ピークを算出することが可能である。具体的にはＩＣＤＤ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｅｎｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｄａｔａ）に掲載されている強度比データを用いて、最大ピーク以外のピーク強度を逆算することにより最大ピークを求めることができる。
【００３１】
本発明の酸化物焼結体は、Ｉｎリッチ相及びＧａリッチ相を有する、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む複合酸化物からなることが好ましい。さらに、Ｉｎリッチ相に連続性が見られるものが好ましく、Ｉｎリッチ相（海）の中にＧａリッチ相（島）が存在する海島構造になっていることが特に好ましい。Ｉｎリッチ相に連続性が見られると、Ｉｎ２Ｏ３構造の導電特性が維持されるためターゲットの抵抗が下げることができる。
ここで、Iｎリッチ相とは、周囲に比べてインジウム含有量が多い相を意味する。同様に、Ｇａリッチ相とは、周囲に比べてガリウム含有量が多い相を意味する。Ｉｎリッチ相またはＧａリッチ相であることは、Ｘ線マイクロアナライザー（Electron  Probe  Micro  Analysis）（ＥＰＭＡ）により確認できる。
各相の粒径は平均２００μｍ以下が好ましく、平均１００μｍ以下がより好ましく、平均５０μ以下がさらに好ましく、特に平均２０μｍ以下であることが、スパッタリングが安定するため好ましい。各相の粒径に下限はないが、通常０．１μｍ以上である。
Ｉｎリッチ相が周囲の相よりも酸素含有率が低いことが好ましい。Ｉｎリッチ相の酸素含有率が周囲の相よりも低いことは、ＥＰＭＡで確認できる。
【００３２】
本発明では、相対密度９０％以上、四探針法で測定した抵抗率が５０ｍΩｃｍ以下、表面の黒点の数が０．１個／ｃｍ２以下である酸化物焼結体を得ることができる。
相対密度が９０％以上であれば、酸化物焼結体の抵抗が低くなり、抗折強度も高くなる。相対密度は９５％以上がより好ましく、９８％以上がさらに好ましく、９９％以上が特に好ましい。
尚、相対密度とは、加重平均より算出した理論密度に対して相対的に算出した密度である。各原料の密度の加重平均より算出した密度が理論密度であり、これを１００％とする。
【００３３】
また、酸化物焼結体の抵抗率が５０ｍΩｃｍ以下であれば、スパッタリング時にターゲットが割れることが少なくなり、また、スパッタリングの連続安定性が向上し異常放電も少なくなる。抵抗率は３０ｍΩｃｍ以下が好ましく、２０ｍΩｃｍ以下がより好ましく、１０ｍΩｃｍ以下がさらに好ましい。
尚、抵抗率は抵抗率計を使用し、四探針法により測定した値である。
【００３４】
また、酸化物焼結体表面の黒点の数が０．１個／ｃｍ２超の場合、スパッタリングの際にパーティクルが発生したり、ノジュールが生成したり、異常放電が増えたりするおそれがある。これらの現象が起きると、ＴＦＴを作製した際に歩留まりの低下や再現性や均一性が低下するおそれがある。黒点の数は、０．０１個／ｃｍ２以下がより好ましく、０．００１個／ｃｍ２以下がさらに好ましい。
尚、表面の黒点の数は、北窓昼光下で目視にて数えた黒点の数を観察した総面積で除して求める。
【００３５】
本発明の酸化物焼結体は、さらに、正四価元素Ｘを含有し、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ及びＸの合計に対するＸの原子比が下記式（３）を満たすものが好ましい。
０．０００１＜Ｘ／（Ｉｎ＋Ｇａ＋Ｚｎ＋Ｘ）＜０．０５    （３）
Ｘの原子比が０．０００１超であれば、正四価元素Ｘの添加効果が発現し、酸化物焼結体の相対密度の向上や抵抗の低下が期待できる。好ましくは、０．０００３以上であり、特に好ましくは０．０００５以上である。
一方、Ｘの原子比が０．０５未満であると、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物とＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造が得られ易く本発明の特性が得られやすい。好ましくは、０．０４以下であり、特に好ましくは０．０３以下である。
Ｘを添加することにより、薄膜トランジスタとした際に正四価元素の低級酸化物が生成し、トランジスタ特性が低下するおそれが少なくなる。また、ターゲットの厚み方向で構造が変化することによる特性のムラが発生することが少ない。
尚、Ｘの原子比が０．０５以上の場合、Ｘの低級酸化物の生成が過剰となり、酸化物焼結体の抵抗が高くなるおそれがある。また、トランジスタを作製した際に移動度が低下する等のおそれがある。
【００３６】
本願において正四価元素とは、正四価をとり得る元素のことである。正四価元素Ｘとしては、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｃ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｔｂ、Ｓｅ、Ｔｅ等が挙げられる。
酸化物焼結体の密度向上や比抵抗の抑制の観点からは、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｃｅが好ましく、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆがさらに好ましく、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｚｒがより好ましく、Ｓｎが特に好ましい。
また、酸化物焼結体を使用して成膜した薄膜を有する薄膜トランジスタの均一性や再現性を向上させるには、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｚｒが好ましく、Ｓｎ、Ｚｒがさらに好ましく、Ｓｎが特に好ましい。
本発明では、Ｘは、Ｓｎ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｍｏ及びＷからなる群より選択される少なくとも１つであることが好ましい。
【００３７】
本発明では、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物の結晶構造中にＳｎ元素を含むことが好ましい。これにより、酸化物焼結体の抵抗率が下がりやすいという効果が得られる。尚、Ｉｎ２Ｏ３で表される結晶構造中にＳｎを含むことはＥＰＭＡの測定で確認できる。
酸化物焼結体中において、直径１０μｍ以上の酸化スズの凝集粒子数は、１．００ｍｍ２あたり２．５個以下であることが好ましい。これにより、酸化スズの凝集粒子による異常放電を低減できる。
【００３８】
本発明では、本発明の効果を損ねない範囲において、上述したＩｎ、Ｇａ、Ｚｎ及び正四価元素Ｘ以外の他の金属元素、例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｃ、Ｙ等を含有していてもよい。
しかしながら、本発明においては、酸化物焼結体に含有される金属元素は、実質的にＩｎ，Ｇａ及びＺｎのみ、又はＩｎ，Ｇａ，Ｚｎ及びＸのみであってもよい。尚、「実質的」とは、原料や製造工程等により不可避的に含まれる不純物等以外の元素を含まないことを意味する。
【００３９】
本発明の酸化物焼結体は、例えば、酸化インジウム粉、酸化ガリウム粉、酸化亜鉛粉、及び必要より正四価元素Ｘの酸化物や、他の金属元素の酸化物を含む原料からなる成形体を、１１６０〜１３８０℃で１〜８０時間焼結することにより得られる。以下、具体的に説明する。
【００４０】
原料である各酸化物の粉体は、その比表面積が２〜１６ｍ２／ｇであることが好ましい。また、メジアン径は０．１〜３μｍが好ましい。各原料粉の純度は、通常９９．９％（３Ｎ）以上、好ましくは９９．９９％（４Ｎ）以上、さらに好ましくは９９．９９５％以上、特に好ましくは９９．９９９％（５Ｎ）以上である。各原料粉の純度が９９．９％（３Ｎ）未満だと、不純物により半導体特性が低下したり、色むらや斑点等の外観上の不良が発生したり、信頼性が低下する等のおそれがある。
尚、原料としてＩｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｇａ−Ｚｎ酸化物等の複合酸化物を使用してもよい。特にＩｎ−Ｚｎ酸化物、又はＧａ−Ｚｎ酸化物を用いると、Ｚｎの昇華を抑制することができるため好ましい。また、Ｉｎ２Ｏ３粉末とＺｎＧａ２Ｏ３粉末を原料として用いると、本発明の焼結体が得られやすく、かつＺｎの昇華も抑制できるので、より好ましい。
【００４１】
原料粉の混合物を、例えば、湿式媒体撹拌ミルを使用して混合粉砕する。このとき、粉砕後の比表面積が原料混合粉体の比表面積より１．５〜２．５ｍ２／ｇ増加する程度か、又は粉砕後の平均メジアン径が０．６〜１μｍとなる程度に粉砕することが好ましい。このように調整した原料粉を使用することにより、仮焼工程を全く必要とせずに、高密度の酸化物焼結体を得ることもできる。また、還元工程も不要となる。
【００４２】
尚、原料混合粉体の比表面積の増加分が１．０ｍ２／ｇ未満又は粉砕後の原料混合粉の平均メジアン径が１μｍを超えると、焼結密度が十分に大きくならない場合がある。一方、原料混合粉体の比表面積の増加分が３．０ｍ２／ｇを超える場合又は粉砕後の平均メジアン径が０．６μｍ未満にすると、粉砕時の粉砕器機等からのコンタミ（不純物混入量）が増加する場合がある。
ここで、各粉体の比表面積はＢＥＴ法で測定した値である。各粉体の粒度分布のメジアン径は、粒度分布計で測定した値である。これらの値は、粉体を乾式粉砕法、湿式粉砕法等により粉砕することにより調整できる。
【００４３】
尚、仮焼を行う場合は、混合粉を電気炉等にて、大気雰囲気中や酸素雰囲気で、８００〜１０５０℃で、１〜２４時間程度保持し、仮焼粉をアトライターにジルコニアビーズと共に投入し、回転数５０〜１０００ｒｐｍ、回転時間１〜１０時間微粉砕することが好ましい。得られた微粉砕物は、粒径が平均粒径（Ｄ５０）で０．１〜０．７μｍが好ましく、０．２〜０．６μｍがより好ましく、０．３〜０．５５μｍ以下が特に好ましい。
【００４４】
混合粉砕工程で得た混合粉を、スプレードライヤ等で乾燥した後、成形する。成形は公知の方法、例えば、加圧成形、冷間静水圧加圧が採用できる。
【００４５】
焼結は、通常１１００〜１３８０℃で１〜１００時間加熱することで行う。１１００℃以上とすることにより、酸化物焼結体の相対密度が向上し、抵抗率が下がりやすい。１３８０℃以下だと亜鉛の蒸散を防ぐことが容易で、焼結体の組成が変化したり、蒸散により焼結体中にボイド（空隙）が発生したりする危険性が少ない。また、炉が傷む危険性も下がる。
焼結時間を１時間以上とすることにより、焼結不足によるばらつきが防止できる。また、１００時間以下とすることにより焼結後の反りや変形を防止できる。
【００４６】
Ｉｎ２Ｏ３で表される結晶構造を示す化合物とＺｎＧａ２Ｏ４で表される結晶構造を示す化合物とを含む酸化物焼結体を製造するためには、１１６０〜１３８０℃で１〜８０時間焼結することが好ましく、１２２０〜１３４０℃で１．５〜５０時間焼結することがさらに好ましく、１２２０℃から１３４０℃で２〜２０時間焼結することが特に好ましい。
【００４７】
尚、本発明では成形体を、焼結前に７００〜９００℃で０．５〜８時間加熱し、その後、続けて上記温度で焼結すること（２段階の焼結）が好ましい。また、５００〜９００℃までは昇温速度を１℃／ｍｉｎ未満とし、その後、１℃／ｍｉｎ以上に切り替えて、上記焼結温度まで昇温して焼結することが好ましい。これらの処置により、焼結体の部位に生じる熱履歴の差異による性状の不均一性や、クラックの発生を防止することが期待できる。また、ホモロガス構造の生成を抑制できる。
【００４８】
また、焼結は酸素存在下で実施し、例えば、酸素を流通することにより酸素雰囲気中で焼結するか、酸素加圧下にて焼結する。好ましい酸素加圧は、０．５〜５気圧であり、さらに好ましい酸素加圧は、１〜３気圧である。これにより亜鉛の蒸散を抑えることができ、ボイド（空隙）のない焼結体が得られる。また、ターゲット中の窒素含有量を減らすことができる。
このようにして製造した焼結体は、密度が高いため、使用時におけるノジュールやパーティクルの発生が少ないことから、膜特性に優れた酸化物半導体膜を作製することができる。
【００４９】
焼結後の冷却速度は、０．５℃／ｍｉｎ以上が好ましく、２℃／ｍｉｎ以上がより好ましく、３℃／ｍｉｎ以上がさらに好ましい。０．５℃／ｍｉｎ以上だと、中間温度で安定な結晶型の析出の抑制が期待できる。また、焼結後の冷却速度は、５０℃／ｍｉｎ以下が好ましい。５０℃／ｍｉｎ超だと、均一に冷却できず性状にムラが発生するおそれがある。
【００５０】
焼結工程により得た本発明の酸化物焼結体に、研磨等の加工を施すことでスパッタリングターゲットを製造できる。具体的には、焼結体を、例えば、平面研削盤で研削して表面粗さＲａを５μｍ以下とすることが好ましい。さらに、ターゲットのスパッタ面に鏡面加工を施して、平均表面粗さＲａが１０００オングストローム以下としてもよい。
鏡面加工（研磨）は機械的な研磨、化学研磨、メカノケミカル研磨（機械的な研磨と化学研磨の併用）等の、すでに知られている研磨技術を用いることができる。例えば、固定砥粒ポリッシャー（ポリッシュ液：水）で＃２０００以上にポリッシングしたり、又は遊離砥粒ラップ（研磨材：ＳｉＣペースト等）にてラッピング後、研磨材をダイヤモンドペーストに換えてラッピングすることによって得ることができる。このような研磨方法には特に制限はない。
【００５１】
尚、ターゲットの洗浄処理には、エアーブローや流水洗浄等を使用できる。エアーブローで異物を除去する際には、ノズルの向い側から集塵機で吸気を行なうとより有効に除去できる。
エアーブローや流水洗浄の他に、超音波洗浄等を行なうこともできる。超音波洗浄では、周波数２５〜３００ＫＨｚの間で多重発振させて行なう方法が有効である。例えば周波数２５〜３００ＫＨｚの間で、２５ＫＨｚ刻みに１２種類の周波数を多重発振させて超音波洗浄を行なうのがよい。
【００５２】
本発明では、焼結後の還元工程は不要であるが、焼結体の抵抗率を全体として均一化するために実施してもよい。還元処理としては、例えば、還元性ガスによる方法や真空焼成又は不活性ガスによる還元等が挙げられる。
還元性ガスによる還元処理の場合、水素、メタン、一酸化炭素や、これらのガスと酸素との混合ガス等を用いることができる。不活性ガス中での焼成による還元処理の場合、窒素、アルゴンや、これらのガスと酸素との混合ガス等を用いることができる。尚、還元処理時の温度は、通常１００〜８００℃、好ましくは２００〜８００℃である。また、還元処理の時間は、通常０．０１〜１０時間、好ましくは０．０５〜５時間である。
【００５３】
本発明の酸化物焼結体中における各化合物の粒径は、それぞれ通常２００μｍ以下、２０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がさらに好ましく、５μｍ以下が特に好ましい。尚、粒径はＥＰＭＡで測定した平均粒径である。粒径に下限はないが、通常０．１μｍ以上である。
粒径は、例えば、原料である各酸化物の粉体の配合比や原料粉体の粒径、純度、昇温時間、焼結温度、焼結時間、焼結雰囲気、降温時間を調製することにより制御できる。化合物の粒径が２０μｍより大きいとスパッタ時にノジュールが発生するおそれがある。また、２００μｍより大きいとターゲット表面に凹凸が発生し、成膜時の異常放電の原因となりやすい。
【００５４】
スパッタリングターゲットの抗折力は、８ｋｇ／ｍｍ２以上であることが好ましく、１０ｋｇ／ｍｍ２以上であることがより好ましく、１２ｋｇ／ｍｍ２以上であることが特に好ましい。ターゲットの運搬、取り付け時に荷重がかかり、ターゲットが破損するおそれがあるという理由で、ターゲットには、一定以上の抗折力が要求される。抗折力が８ｋｇ／ｍｍ２未満では、ターゲットとしての使用に耐えられないおそれがある。ターゲットの抗折力は、ＪＩＳ  Ｒ  １６０１に準じて測定することができる。
【００５５】
ターゲット内における亜鉛以外の、陽性元素のばらつきの範囲は、０．５％以内であることが好ましい。また、ターゲット内における密度のばらつきの範囲が３％以内であることが好ましい。
ターゲットの表面粗さＲａは０．５μｍ以下であり、方向性のない研削面を備えていることが好ましい。Ｒａが０．５μｍより大きかったり、研磨面に方向性があると、異常放電が起きたり、パーティクルが発生するおそれがある。
ターゲット内におけるフェレー径２μｍ以上のピンホール数が単位面積当たり５０個／ｍｍ２以下が好ましく、２０個／ｍｍ２以下がより好ましく、５個／ｍｍ２以下がさらに好ましい。焼結体内部のフェレー径２μｍ以上のピンホール数が５０個／ｍｍ２より多いと、ターゲット使用初期から末期までに異常放電が多発するようになる。また、得られるスパッタ膜の平滑性も低下する傾向にある。焼結体内部のフェレー径２μｍ以上のピンホールが５個／ｍｍ２以下だと、ターゲット使用初期から末期まで異常放電を抑制でき、また、得られるスパッタ膜は非常に平滑である。
ここで、フェレー径とは、ピンホールを粒子として見立てた場合に、粒子を挟むある一定方向の平行線間隔のことをいう。例えば、倍率１００倍のＳＥＭ像による観察で計測できる。
【００５６】
本発明の酸化物焼結体は、好ましくは窒素含有量が５ｐｐｍ（原子）以下である。窒素含有量を５ｐｐｍ以下とすることにより、スパッタリングで酸化物薄膜を作製した際に、薄膜中の窒素含有量が低下し、薄膜を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）として用いた場合に、ＴＦＴの信頼性及び均一性を向上させることができる。
一方、酸化物焼結体の窒素含有量が５ｐｐｍ超の場合、得られるターゲットのスパッタリング時の異常放電、及びターゲット表面への吸着ガス量を十分に抑制できないおそれがあるうえ、ターゲット中の窒素とインジウムがスパッタリング時に反応して黒色窒化インジウム（ＩｎＮ）を生成して、半導体膜中に混入して歩留まりが低下するおそれがある。これは、窒素原子が５ｐｐｍ超含まれる場合、窒素原子が可動イオンとなりゲート電圧ストレスにより半導体界面に集まりトラップを生成するため、あるいは窒素がドナーとして働き性能を低下させるためと推測される。
窒素含有量を５ｐｐｍ（原子）以下とするには、焼結を非窒素雰囲気（例えば酸素雰囲気）で行い、かつ窒素含有雰囲気下での還元処理を行わないことが好ましい。また、酸素流入下で焼結すると残留窒素が放出されるためより好ましい。
【００５７】
焼結体中の窒素含有量は、微量全窒素分析装置（ＴＮ）で測定できる。微量全窒素分析装置は、元素分析の中で窒素（Ｎ）のみ、又は窒素（Ｎ）及び炭素（Ｃ）のみを対象元素とし、窒素量、又は窒素量と炭素量を求めるために用いる。
ＴＮでは、含窒素無機物又は含窒素有機物を触媒存在下で分解させ、Ｎを一酸化窒素（ＮＯ）に変換し、このＮＯガスをオゾンと気相反応させ、化学発光により光を発し、その発光強度からＮの定量を行う。
【００５８】
得られたターゲットをバッキングプレートへボンディングし、各種成膜装置に装着して使用できる。成膜法としては、例えば、スパッタリング法、ＰＬＤ（パルスレーザーディポジション）法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等が挙げられる。
本発明のターゲットを使用して成膜することによりアモルファス酸化物膜が得られる。この膜は、薄膜トランジスタ等の半導体素子の構成部材として好適に使用できる。
以下、本発明により得られる酸化物膜を薄膜トランジスタに適用した例を説明する。
【００５９】
図１は、薄膜トランジスタの一実施形態を示す概略断面図である。
薄膜トランジスタ１は、基板１０及びゲート絶縁膜３０の間にゲート電極２０を挟持しており、ゲート絶縁膜３０上には半導体膜４０が活性層（チャンネル層）として積層されている。半導体膜４０の上部にはエッチストッパー６０が形成されている。半導体膜４０の端部付近及びエッチストッパー６０の端部付近を覆うようにしてソース電極５０及びドレイン電極５２がそれぞれ設けられている。
【００６０】
本発明の酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲットにより得られる膜は、薄膜トランジスタ１の半導体膜４０に使用できる。成膜は、上述したように、スパッタリングターゲットを用い、例えば、スパッタリング等の成膜法で行う。
【００６１】
尚、図１の薄膜トランジスタ１はいわゆるチャンネルストッパー型薄膜トランジスタである。本発明の薄膜トランジスタは、チャンネルストッパー型薄膜トランジスタに限定されず、本技術分野で公知の素子構成を採用できる。例えば、薄膜トランジスタ１のエッチストッパー６０は形成しなくてもよい。
以下、薄膜トランジスタの部材について説明する。
【００６２】
１．基板
特に制限はなく、本技術分野で公知のものを使用できる。例えば、ケイ酸アルカリ系ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等のガラス基板、シリコン基板、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の樹脂基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド等の高分子フィルム基材等が使用できる。
【００６３】
２．半導体層
上述したように、本発明の酸化物焼結体からなるスパッタリングターゲットにより得られる膜を使用する。半導体層は非晶質膜であることが好ましい。非晶質膜であることにより、絶縁膜や保護層との密着性が改善できる、大面積でも均一なトランジスタ特性が容易に得られることとなる。ここで、半導体層が非晶質膜であるかは、Ｘ線結晶構造解析により確認できる。明確なピークが観測されない場合が非晶質である。
【００６４】
３．保護層
保護層を形成する材料は特に制限はない。本発明の効果を失わない範囲で一般に用いられているものを任意に選択できる。例えば、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５，ＴｉＯ２，ＭｇＯ，ＺｒＯ２，ＣｅＯ２，Ｋ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ｒｂ２Ｏ，Ｓｃ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３，ＰｂＴｉ３，ＢａＴａ２Ｏ６，ＳｒＴｉＯ３，ＡｌＮ等を用いることができる。これらのなかでも、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３を用いるのが好ましく、より好ましくはＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３であり、特に好ましくはＳｉＯ２，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３等の酸化物である。これらの酸化物の酸素数は、必ずしも化学量論比と一致していなくともよい（例えば、ＳｉＯ２でもＳｉＯｘでもよい）。また、ＳｉＮｘは水素元素を含んでいても良い。
保護膜は、異なる２層以上の絶縁膜を積層した構造でもよい。
【００６５】
４．ゲート絶縁膜
ゲート絶縁膜を形成する材料にも特に制限はなく、一般に用いられているものを任意に選択できる。例えば、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５，ＴｉＯ２，ＭｇＯ，ＺｒＯ２，ＣｅＯ２，Ｋ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ｒｂ２Ｏ，Ｓｃ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３，ＰｂＴｉ３，ＢａＴａ２Ｏ６，ＳｒＴｉＯ３，ＡｌＮ等を用いることができる。これらのなかでも、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３を用いるのが好ましく、より好ましくはＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ｙ２Ｏ３，Ｈｆ２Ｏ３，ＣａＨｆＯ３である。これらの酸化物の酸素数は、必ずしも化学量論比と一致していなくともよい（例えば、ＳｉＯ２でもＳｉＯｘでもよい）。また、ＳｉＮｘは水素元素を含んでいても良い。
ゲート絶縁膜は、異なる２層以上の絶縁膜を積層した構造でもよい。また、ゲート絶縁膜は、結晶質、多結晶質、非晶質のいずれであってもよいが、工業的に製造しやすい多結晶質か、非晶質であるのが好ましい。
また、ゲート絶縁膜は、ポリ（４−ビニルフェノール）（ＰＶＰ）、パリレン等の有機絶縁膜を用いてもよい。さらに、ゲート絶縁膜は無機絶縁膜及び有機絶縁膜の２層以上積層構造を有してもよい。
【００６６】
５．電極
ゲート電極、ソ−ス電極及びドレイン電極の各電極を形成する材料に特に制限はなく、一般に用いられているものを任意に選択することができる。
例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等の透明電極や、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｔａ、Ｃｕ等の金属電極、又はこれらを含む合金の金属電極を用いることができる。
【００６７】
薄膜トランジスタ（電界効果型トランジスタ）の製造方法について、トランジスタの各構成部材（層）は、本技術分野で公知の手法で形成できる。
具体的に、成膜方法としては、スプレー法、ディップ法、ＣＶＤ法等の化学的成膜方法、又はスパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、パルスレーザーディポジション法等の物理的成膜方法を用いることができる。キャリア密度が制御し易い、及び膜質向上が容易であることから、好ましくは物理的成膜方法を用い、より好ましくは生産性が高いことからスパッタ法を用いる。
【００６８】
形成した膜を各種エッチング法によりパターニングできる。
本発明では半導体層を、本発明の酸化物焼結体からなるターゲットを用い、ＤＣ又はＡＣスパッタリングにより成膜する。ＤＣ又はＡＣスパッタリングを用いることにより、ＲＦスパッタリングの場合と比べて、成膜時のダメージを低減できる。このため、電界効果型トランジスタにおいて、移動度の向上等の効果が期待できる。
また、本発明では半導体層と半導体の保護層を形成した後に、７０〜３５０℃で熱処理することが好ましい。７０℃より低いと得られるトランジスタの熱安定性や耐熱性が低下したり、移動度が低くなったり、Ｓ値が大きくなったり、閾値電圧が高くなるおそれがある。一方、３５０℃より高いと耐熱性のない基板が使用できなかったり、熱処理用の設備費用がかかるおそれがある。
熱処理は、不活性ガス中で酸素分圧が１０−３Ｐａ以下の環境下で行うか、あるいは半導体層を保護層で覆った後に行うことが好ましい。上記条件下だと再現性が向上する。
【００６９】
本発明で得られる薄膜トランジスタでは、移動度は１ｃｍ２／Ｖｓ以上が好ましく、３ｃｍ２／Ｖｓ以上がより好ましく、８ｃｍ２／Ｖｓ以上が特に好ましい。１ｃｍ２／Ｖｓより小さいとスイッチング速度が遅くなり大画面高精細のディスプレイに用いることができないおそれがある。
オンオフ比は、１０６以上が好ましく、１０７以上がより好ましく、１０８以上が特に好ましい。
【実施例】
【００７０】
実施例１［酸化物焼結体の作製］
原料粉として、Ｉｎ２Ｏ３（比表面積：１１ｍ２／ｇ、純度９９．９９％）、Ｇａ２Ｏ３（比表面積：１１ｍ２／ｇ、純度９９．９９％）及びＺｎＯ（比表面積：９ｍ２／ｇ、純度９９．９９％）の各粉末を使用した。表１に示す原子組成比となるように原料を混合し、スーパーミキサーで４分間混合した。混合は大気中にて、回転数３０００ｒｐｍにて行った。
得られた混合粉を電気炉にて、大気雰囲気中１０００℃で５時間程度保持し、仮焼した。得られた仮焼粉をジルコニアビーズと共にアトライターに投入し、回転数３００ｒｐｍで３時間微粉砕した。微粉砕した結果、原料粉の粒径は平均粒径（Ｄ５０）で０．５５μｍとなった。
微粉砕した原料粉に、固形分が５０重量％のスラリー（泥漿）となるように水を加えた。このスラリーを造粒装置にて造粒した。尚、装置の入り口温度を２００℃、出口温度を１２０℃に設定した。【００７１】
造粒粉を４５０ｋｇｆ／ｃｍ２の面圧、６０秒保持の条件でプレス成形した後、静水圧加圧装置（ＣＩＰ）で１８００ｋｇｆ／ｃｍ２の面圧で、９０秒保持し成形した。
次に、電気炉にて酸素雰囲気（酸素加圧２気圧）中、昇温速度０．５℃／ｍｉｎｍで８００℃まで昇温し、８００℃で５時間保持した。その後、昇温速度１．０℃／ｍｉｎで１３００℃まで昇温し、１３００℃で２０時間保持した。
その後、炉冷で降温し焼結体を得た（降温速度は０．５℃／ｍｉｎ以上であった）。
尚、本実施例では無酸素下の熱処理等による還元処理は行わなかった。
得られた焼結体を粉砕しＩＣＰ発光分析装置（島津製作所社製）で分析したところ、含有金属元素の原子比（Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ）は４０：４０：２０であった。【００７２】
焼結体の性状及び物性を表１に示す。尚、評価は下記の方法で行った。
（１）相対密度
原料粉の密度から計算した理論密度とアルキメデス法で測定した焼結体の密度から下記式で計算して求めた。
相対密度（％）＝（アルキメデス法で測定した密度）÷（理論密度）×１００
（２）抵抗率
抵抗率計（三菱化学(株)製、ロレスタ）を使用し四探針法（ＪＩＳ  Ｒ  １６３７）に基づき測定し、１０箇所の平均値を抵抗率とした。
（３）表面の黒点密度
１０個のターゲットを作製し、北窓昼光下、目視で数えた黒点の数を観察した総面積で除して求めた。
（４）坑折強度（曲げ強さ）
抗折試験器（オートグラフ、島津製作所社製）を用いてＪＩＳ  Ｒ１６０１に基づいて評価した。
（５）焼結時のクラック（ひび割れ）
５個のターゲット（焼結体）を焼結直後に肉眼で目視し、クラック発生の有無を確認した。
（６）Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）
・装置：（株）リガク製Ｕｌｔｉｍａ−III
・Ｘ線：Ｃｕ−Ｋα線（波長１．５４０６Å、グラファイトモノクロメータにて単色化）
・２θ−θ反射法、連続スキャン（１．０°／分）
・サンプリング間隔：０．０２°
・スリット  ＤＳ、ＳＳ：２／３°、ＲＳ：０．６ｍｍ
図２−５に、実施例１，２及び比較例１，２で作製した焼結体の表面のＸ線回折（ＸＲＤ）データを示す。
尚、Ｉｎ２Ｏ３で表されるビックスバイト構造を示す化合物の、Ｘ線回折（ＸＲＤ）における最大ピーク強度（Ｉ（Ｉｎ２Ｏ３））と、ＺｎＧａ２Ｏ４で表されるスピネル構造を示す化合物の最大ピーク強度（Ｉ（ＺｎＧａ２Ｏ４））の比（Ｉ（ＺｎＧａ２Ｏ４）／Ｉ（Ｉｎ２Ｏ３））は、実施例１で１．０４、実施例２で１．０３であった。尚、Ｉｎ2Ｇａ2ＺｎＯ7やＩｎＧａＺｎＯ４で表されるホモロガス結晶構造を示す化合物は確認できなかった。
また、ＥＰＭＡの測定により、Ｉｎリッチ相及びＧａリッチ相を有することが確認できた。また、Ｉｎリッチ層が他の層よりも酸素含有率が低いことが確認できた。
さらに、微量全窒素分析装置（ＴＮ）で測定した焼結体中の窒素含有量は５ｐｐｍ以下であった。【００７３】
【表１】
2011040028.tif 000003
【００７４】
実施例２、比較例１、２
表１に示すように、組成及び焼結条件を変えた他は、実施例１と同様にしてターゲット及びＴＦＴを作製し評価した。結果を表１に示す。【００７５】
実施例３
（Ａ）酸化物焼結体の作製
比表面積１５ｍ２／ｇ、純度９９．９９％のＩｎ２Ｏ３粉、比表面積１４ｍ２／ｇ、純度９９．９９％のＧａ２Ｏ３粉、及び比表面積４ｍ２／ｇ、純度９９．９９％のＺｎＯ粉末を配合し、ボールミルにて各原料粉末の粒度が１μｍ以下になるまで混合、粉砕を行った。作製したスラリーを取り出して、スラリー供給速度１４０ｍｌ／ｍｉｎ、熱風温度１４０℃、熱風量８Ｎｍ３／ｍｉｎの条件で、スプレードライヤを用いて急速乾燥造粒した。造粒物を冷間静水圧プレスにて３ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で成形し、成形体を得た。
次に、この成形体を焼結した。焼結における昇温は、６００℃までは大気中にて０．５℃／ｍｉｎの速度で昇温し、その後、６００〜８００℃までは酸素ガスを１０Ｌ／ｍｉｎの流速で導入しながら１℃／ｍｉｎの速度で昇温した。さらに、８００〜１３００℃の温度範囲では３℃／ｍｉｎの速度で昇温した。酸素加圧は２気圧であった。その後、１３００℃にて２０時間の保持し、１℃／ｍｉｎで降温して焼結体を得た。尚、無酸素下の熱処理等による還元処理は行わなかった。
焼結体の性状及び物性を実施例１と同様に評価した。結果を表２−５に示す。【００７６】
（Ｂ）スパッタリングターゲットの作製
上記で作製した焼結体からターゲット用焼結体を切り出し、ターゲット用焼結体の側辺をダイヤモンドカッターで切断して、表面を平面研削盤で研削して表面粗さＲａ５μｍ以下のターゲット素材とした。
次に、表面をエアーブローし、さらに周波数２５〜３００ｋＨｚの間で２５ｋＨｚ刻みに１２種類の周波数を多重発振させて３分間超音波洗浄を行なった。この後、ターゲット素材をインジウム半田にて無酸素銅製のバッキングプレートにボンディングしてターゲットとした。【００７７】
このターゲットの表面粗さＲａは０．５μｍ以下であり、方向性のない研削面を備えていた。焼結体の平均結晶粒径は１０μｍ以下であった。焼結体内部のフェレー径２μｍ以上のピンホールは５個／ｍｍ２以下であった。ターゲットの平面方向における相対密度のばらつきが１％以下であり、平均空孔数が８００個／ｍｍ２以下であった。また、黒点は見当たらなかった。【００７８】
尚、相対密度のばらつきは、焼結体の任意の１０箇所を切り出して、その密度をアルキメデス法で求め、その平均値、最大値及び最小値を基に下記式から算出して求めた。
相対密度のばらつき（％）＝（最大−最小）／平均×１００【００７９】
また、平均結晶粒径は、焼結体を樹脂に包埋し、その表面を粒径０．０５μｍのアルミナ粒子で研磨した後、Ｘ線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）であるＪＸＡ−８６２１ＭＸ（日本電子社製）を用いて研磨面を５０００倍に拡大し、焼結体表面の３０μｍ×３０μｍ四方の枠内で観察される結晶粒子の最大径を測定し、この結晶粒子の最大径を平均結晶粒径とした。
また、平均空孔数は焼結体の任意の方向にて鏡面研磨後、エッチングし、組織をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察し、単位面積当たりの直径１μｍ以上の空孔の個数を数えた。【００８０】
作製したターゲットを用いて、ＲＦマグネトロンスパッタリング、ＤＣマグネトロンスパッタリングを行い、スパッタリングの状態を評価した。得られた結果を表４、５に示す。尚、評価は下記の方法で行った。
・ＲＦスパッタリング
（１）異常放電
３時間あたりに発生する異常放電回数を測定した。評価は、５回以下をＡ、６回以上１０回以下をＢ、１１回以上２０回以下をＣ、２１回以上３０回以下をＤとした。
（２）面内均一性
同一面内の比抵抗の最大値と最小値の比（最大値／最小値）を測定した。その結果、比抵抗の均一性の良い方から順に、１．０５以内をＡ、１．０５より大であり１．１０以内をＢ、１．１０より大であり１．２０以内をＣ、１．２０より大をＤとして、４段階で評価した。
・ＤＣスパッタリング
（１）異常放電
９６時間で発生した異常放電回数を測定した。
（２）ノジュールの発生
以下のとおり評価した。
Ａ：ほとんど無、Ｂ：若干あり、Ｃ：有り、Ｄ：多発、Ｅ：成膜不可
（３）連続安定性
成膜性について、連続２０バッチ分における第１バッチと第２０バッチの平均電界効果移動度の比（第１バッチ／第２０バッチ）を測定した。その結果、ＴＦＴ特性の再現性の良い方から順に、１．１０以内をＡ、１．１０より大であり１．２０以内をＢ、１．２０より大であり１．５０以内をＣ、１．５０より大をＤとして、４段階で評価した。
（４）面内均一性
同一面内の比抵抗の最大値と最小値の比（最大値／最小値）を測定した。その結果、比抵抗の均一性の良い方から順に、１．０５以内をＡ、１．０５より大であり１．１０以内をＢ、１．１０より大であり１．２０以内をＣ、１．２０より大をＤとして、４段階で評価した。
（５）ターゲットのクラック発生
１０個のスパッタリングターゲットに発生するクラッキング（ターゲットのクラック発生）を成膜直後に肉眼で目視し、クラックの有無を確認した。その結果、１０個のターゲットに全くクラックが発生しなかったものをＡ、１個のターゲットにクラックが発生したものをＢ、２個以上のターゲットにクラックが発生したものをＤとして、評価した。【００８１】
（Ｃ）薄膜トランジスタの作製
図１に示すチャンネルストッパー型薄膜トランジスタ（逆スタガ型薄膜トランジスタ）を作製した。
基板１０は、ガラス基板（Ｃｏｒｎｉｎｇ  １７３７）を用いた。まず、基板１０上に電子ビーム蒸着法により、厚さ１０ｎｍのＭｏと厚さ８０ｎｍのＡｌと厚さ１０ｎｍのＭｏをこの順で積層した。積層膜をフォトリソグラフィー法とリフトオフ法を用いて、ゲート電極２０に形成した。
ゲート電極２０及び基板１０上に、厚さ２００ｎｍのＳｉＯ２膜をＴＥＯＳ−ＣＶＤ法により成膜し、ゲート絶縁層３０を形成した。尚、ゲート絶縁層の成膜はスパッタ法でもよいが、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法やＰＥＣＶＤ法等のＣＶＤ法で形成することが好ましい。スパッタ法ではオフ電流が高くなるおそれがある。
続いて、ＲＦスパッタ法により、上記（Ｂ）で作製したターゲットを使用して、厚さ４０ｎｍの半導体膜４０（チャネル層）を形成した。半導体膜４０の上に、スパッタ法によりエッチングストッパー層６０（保護膜）としてＳｉＯ２膜を堆積した。尚、保護膜の成膜方法はＣＶＤ法でもよい。
本実施例では、投入ＲＦパワーは２００Ｗとしている。成膜時の雰囲気は、全圧０．４Ｐａであり、その際のガス流量比はＡｒ：Ｏ２＝９２：８である。また、基板温度は７０℃である。堆積させた酸化物半導体膜と保護膜は、フォトリソグラフィー法及びエッチング法により、適当な大きさに加工した。
エッチングストッパー層６０の形成後に、厚さ５ｎｍのＭｏと厚さ５０ｎｍのＡｌと厚さ５ｎｍのＭｏをこの順で積層し、フォトリソグラフィー法とドライエッチングにより、ソース電極５０及びドレイン電極５２を形成した。
その後、大気中３００℃で６０分間熱処理し、チャネル長が１０μｍで、チャネル幅が１００μｍのトランジスタを作製した。尚、基板（ＴＦＴパネル）内には１０行×１０列で、合計１００個のＴＦＴを等間隔で配列して形成した。
ターゲット及び薄膜トランジスタの評価結果を表２−５に示す。尚、薄膜トランジスタの評価は、以下のように実施した。【００８２】
（１）移動度（電界効果移動度（μ））及びオンオフ比
半導体パラメーターアナライザー（ケースレー４２００）を用い、室温、遮光環境下で測定した。
（２）ＴＦＴ特性の均一性
同一パネル内のＶｇ＝６Ｖにおけるオン電流の最大値と最小値の比（最大値／最小値）を測定した。最大値と最小値の比を以下の基準で分類し、評価した。
１．０５以内：Ａ、  １．１０以内：Ｂ、  １．２０以内：Ｃ、  １．２０超：Ｄ【００８３】
（３）ＴＦＴ特性の再現性
連続５バッチ分における第１バッチと第５バッチの平均電界効果移動度の比（第１バッチ／第５バッチ）を測定した。平均電界効果移動度の比を以下の基準で分類し、評価した。
１．１０以内：Ａ、  １．２０以内：Ｂ、  １．５０以内：Ｃ、  １．５０超：Ｄ【００８４】
（４）ＴＦＴの歩留り
連続１０バッチ分のパネルについて、各同一パネル内の１００個のＴＦＴ（合計１０００個）の駆動確認を行い、駆動したＴＦＴの数を数えた。但し、短絡して駆動しなかったＴＦＴは除いた。駆動したＴＦＴの数を以下の基準で分類し、評価した
９９９個以上駆動：Ａ、  ９９５個以上９９９個未満駆動：Ｂ、    ９９０個以上９９５個未満駆動：Ｃ、  ９９０個未満駆動：Ｄ【００８５】
実施例４−２１、比較例３−１０
表２、３に示すように、原料、組成及び製造条件等を変えた他は、実施例３と同様にして、ターゲット及び薄膜トランジスタを作製し、評価した。結果を表２−５に示す。
尚、酸化錫としては、株式会社高純度化学研究所製のSNO06PBを用いた。Ｇｅの酸化物としては、株式会社高純度化学研究所製のGEO07PBを用いた。
Ｈｆの酸化物としては、株式会社高純度化学研究所製のHFO01PBを用いた。
Ｔｉの酸化物としては、株式会社高純度化学研究所製のTIO14PBを用いた。
Ｓｉの酸化物としては、株式会社高純度化学研究所製のSIO14PBを用いた。
Ｍｏの酸化物としては、株式会社高純度化学研究所製のMOO01PBを用いた。Ｗの酸化物としては、株式会社高純度化学研究所製のWWO04PBを用いた。
Ｚｒの酸化物としては、株式会社高純度化学研究所製のZRO02PBを用いた。【００８６】
尚、実施例１２のターゲットをＥＰＭＡで測定したところ、Ｉｎリッチ相及びＧａリッチ相を有することが確認できた。また、Ｉｎリッチ層が他の層よりも酸素含有率が低いことが確認できた。また、Ｉｎ２Ｏ３で表される結晶構造中にＳｎを含むことが確認できた。また、スパッタリングターゲット中の直径１０μｍ以上の酸化スズの凝集粒子数は、１．００ｍｍ２あたり２．５個以下であった。【００８７】
実施例１０−１９で使用した正四価元素Ｘの酸化物の表面積は以下のとおりである。
酸化錫：６ｍ２／ｇ
Ｇｅ、Ｚｒ、Ｈｆ，Ｔｉ，Ｓｉの各酸化物：１０ｍ２／ｇ
Ｍｏ、Ｗの各酸化物：８ｍ２／ｇ【００８８】
比較例３で作製したターゲット表面の黒点を観察した写真を図６に示す。（ｂ）は（ａ）の拡大写真である。【００８９】
実施例３と比較例１０の、ＤＣスパッタリングを行った際のパーティクル発生量を目視で比較した。連続１２０時間スパッタ後、実施例３に比べ比較例１０のチャンバー内壁のパーティクルの付着堆積量は多かった。【００９０】
【表２】
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【００９１】
【表３】
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【００９２】
【表４】
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【００９３】
【表５】
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【００９４】
比較例１１
実施例３において、大気下、１４００℃２時間で焼結を行った他は、実施例３と同様にして、ターゲット及び薄膜トランジスタを作製し、評価した。結果を表６，７に示す。【００９５】
【表６】
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【００９６】
【表７】
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【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明のスパッタリングターゲットは、酸化物半導体膜の成膜に好適に使用できる。【００９８】
上記に本発明の実施形態及び／又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び／又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
この明細書に記載の文献の内容を全てここに援用する。
【図１】
2011040028.tif 000010
【図２】
2011040028.tif 000011
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2011040028.tif 000017
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